nRF401的PC机无线收发模块的设计

nRF401的PC机无线收发模块的设计

集成电路应用

基于!"#$%&的’(机无线收发模块的设计

上海交通大学!%;;;=;"张铭刘银峰黄河

要!介绍了基于,"-.;2无线收发芯片的&’机串口通信模块和&’机+#1插槽通信模块的

设计思路和实现方法!通过该两种模块可以方便地实现&’机数字信号的载频传播"使计算机之间的

摘

无线数据传输成为可能!

关键词!无线收发

,"-.;2串口+#11IOMbF\

模块接口的电路采用四脚端口连接!其中"8\9(为发送使能Z接低&’S板上的跳线!当接高电平时表明发送模式"反之为接收模式%’#为频率选择"也接&’S跳线"由高低电平选择所使用的频率%&](^4&为节电模式选择"采用同样处理方式%1(82?1(8%为天线接口!这样"高频头仅以*)48$*+($_(*和[’’与通信模块构成接口"使系统调试非常方便!

很多&’机应用系统需要增加无线数据传输功能!本文基于挪威()"*+’公司最新推出的单片无线收发一体芯片,"-./0"设计出两种无线通信模块#具有标准

"#%$%’接口的串口模块和具有标准&’机+#1总线插槽的通信模块!系统由基于,"-./2的高频头34-56和连

接&’机的接收适配器71*1&89":两部分组成!

!高频头设计

!"!主芯片#$%&’!简介

,"-.;2是工作于+#<频段3.==<5>:的单片无线收发一体芯片!它是目前集成度最高的无线数传产品"%;

脚双列直插封装!,"-.;2内部结构如图2所示"其中包含高频接收?发射$&@@合成$-#A调制?解调和双频切换等单元!

(通信适配器的设计

考虑到&’机应用的具体情况"本文提出了基于标准"#%=%’端口和基于+#1总线的两种设计思路!为防止高频电路对通信适配模块的干扰"两种情况下"通信适配器均单独设计&’S电路板!

("!$)(*(方案

(+!"!硬件实现

"#%=%方案如图%所示"采用C2系列芯片

1(82‘;C%作为主控芯片"外加一片4#1"8‘%C2扩展1(8%‘;C%的串行口"使之与&’机和高频头两端都具

*)488\9(’#*+(&]"^4&

*9<+(1

有通信的能力!其中"‘%C2的"\"*a和8\"*a

)#’

&@@

[’)

&1

可以用一片或门相连接至‘;C%的+(8;端口7中断方式:或浮空7查询方式:!

图2,"-.;2内部结构

该芯片有如下特点#-#ABCD频移键控7-EFGHF,IJK

#LMNOAFJM,P:调制方式"直接数据输入输出"抗干扰能力强"特别适合工业场合%采用*##Q&@@频率合成

技术"频率稳定性极好%灵敏度高"达到K2/CRST%无需曼彻斯特编码%工作速率最高可达!;UVMO?W%最大发射功率达Q2;RST"开阔地的使用距离最远可达

2;;;T%工作在+#<频率.==<5>和双信道频率.==XY!<5>?.=.X==<5>Z使用不需要申请许可证!!"(接口设计

考虑到相互干扰"在本系统中"高频头单独做成一块&’S板!

压控振荡器3[’):外接!!T5高品质因素电感%锁相环3&@@:外接典型单端二阶滤波器%振荡源输入接.<5>晶振%天线设计采用环形差分天线!和通信

图!"#!$%方案

!"